KR100832372B1 - Ceramic powder, electroconductive paste using same, multilayer ceramic electronic component, and method for production thereof - Google Patents

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Abstract

적층 세라믹 전자부품에 있어서, 절연성과 고온부하 시의 내구성의 개선을 도모하고, 신뢰성이 높은 적층 세라믹 전자부품을 제공한다. In the multilayer ceramic electronic component, it is possible to improve insulation and durability under high temperature load, and to provide a highly reliable multilayer ceramic electronic component.

유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품에서, 내부전극층을 형성하기 위한 도전 페이스트에 첨가하는 세라믹 분말로서, 페로브스카이트형 결정구조를 갖고, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc가 2이상인 세라믹 분말을 사용한다. 테트라고날상과 큐빅상의 중량비율 Wt/Wc는 리트벨트법에 의한 다상 해석에 의해 구한다. 세라믹 분말은 예를 들면 티탄산 바륨 분말이다. In a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, a ceramic powder added to a conductive paste for forming an internal electrode layer, which has a perovskite crystal structure, the content of the tetragonal phase Wt and the content of the cubic phase Wc Ceramic powder having a weight ratio of Wt / Wc of 2 or more is used. The weight ratio Wt / Wc of the tetragonal phase and the cubic phase is obtained by polyphase analysis by the Rietveld method. The ceramic powder is, for example, barium titanate powder.

유전체 세라믹층, 내부전극층, 세라믹 분말, 페로브스카이트형 결정구조, 테트라고날상, 큐빅상, 중량비율, 리트벨트법, 비표면적, 도전 페이스트 Dielectric ceramic layer, internal electrode layer, ceramic powder, perovskite crystal structure, tetragonal phase, cubic phase, weight ratio, Rietveld method, specific surface area, conductive paste

Description

세라믹 분말 및 이것을 사용한 도전 페이스트, 적층 세라믹 전자부품, 그 제조방법{CERAMIC POWDER, ELECTROCONDUCTIVE PASTE USING SAME, MULTILAYER CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT, AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}CERAMIC POWDER, ELECTROCONDUCTIVE PASTE USING SAME, MULTILAYER CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT, AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

도 1은 적층 세라믹 콘덴서의 1구성예를 도시하는 개략 단면도이다. 1 is a schematic sectional view showing one configuration example of a multilayer ceramic capacitor.

도 2(a)∼(e)는 티탄산 바륨 분말의 X선회절 차트의 변화의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. FIG.2 (a)-(e) is a figure which shows typically the state of the change of the X-ray diffraction chart of barium titanate powder.

도 3은 (a)는 테트라고날상과 큐빅상의 X선회절 차트이고, (b)는 혼상으로 가정했을 때의 X선회절 차트이다. Fig. 3 (a) is an X-ray diffraction chart of a tetragonal phase and a cubic phase, and (b) is an X-ray diffraction chart when assuming a mixed phase.

(부호의 설명)(Explanation of the sign)

1 적층 세라믹 콘덴서1 multilayer ceramic capacitor

2 유전체 세라믹층2 dielectric ceramic layers

3 내부전극층 3 internal electrode layer

4, 5 외부전극4, 5 external electrode

6 외장 유전체층6 Sheath dielectric layer

본 발명은 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품에서, 내부전극층에 공통재료로서 첨가되는 세라믹 분말에 관한 것으로, 특히 적층 세라믹 전자부품의 절연성을 개선하는 점에서 유용한 세라믹 분말에 관한 것이다. 게다가, 상기 세라믹 분말을 사용한 도전 페이스트, 적층 세라믹 전자부품, 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic powder added as a common material to an internal electrode layer in a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, and in particular, to a ceramic powder useful in improving insulation of a multilayer ceramic electronic component. will be. Furthermore, the present invention relates to a conductive paste using the ceramic powder, a multilayer ceramic electronic component, and a method of manufacturing the same.

예를 들면, 적층 세라믹 전자부품의 하나인 적층 세라믹 콘덴서는 복수의 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 구조를 갖고, 소형, 대용량, 고신뢰성의 전자부품으로서 널리 이용되고 있다. 1대의 전자기기 속에 다수개의 적층 세라믹 콘덴서가 사용되는 것도 드물지 않다. For example, a multilayer ceramic capacitor, which is one of multilayer ceramic electronic components, has a structure in which a plurality of dielectric ceramic layers and internal electrode layers are alternately stacked, and is widely used as a small, large capacity, and highly reliable electronic component. It is not uncommon for multiple multilayer ceramic capacitors to be used in one electronic device.

최근, 전자기기의 소형화나 고성능화가 진척되고 있고, 이것에 수반하여 적층 세라믹 콘덴서에서도 더하층의 소형화나 대용량화, 저가격화, 고신뢰성화 등에의 요구가 점점 엄격하게 되고 있다. 따라서, 이것에 대응하여 예를 들면 적층 세라믹 콘덴서를 소형화, 대용량화하기 위해서는, 유전체 세라믹층을 박층화하거나, 적층수를 늘릴 필요가 생겼다. 적층 세라믹 콘덴서를 구성하는 유전체 세라믹층을 박층화하고, 적층수를 증가시키면, 상기 소형화나 대용량화가 가능하게 된다.In recent years, miniaturization and high performance of electronic devices have been progressed, and along with this, demands for further miniaturization, large capacity, low cost, high reliability, and the like of multilayer ceramic capacitors have become increasingly strict. Therefore, in response to this, for example, in order to miniaturize and increase the capacity of a multilayer ceramic capacitor, it is necessary to make the dielectric ceramic layer thin or increase the number of laminated layers. When the dielectric ceramic layer constituting the multilayer ceramic capacitor is thinned and the number of stacked layers is increased, the above-mentioned miniaturization and large capacity can be achieved.

그런데, 상기 유전체 세라믹층의 박층화나 적층수의 증가를 생각한 경우, 내부전극층을 Pd 등의 귀금속을 주성분으로 하는 내부전극용의 도전 페이스트를 사용하여 형성하는 것은, 예를 들면 제조 코스트의 관점 등에서 불리하다. 내부전극층을 Pd 등의 귀금속을 주성분으로 하는 내부전극용의 도전 페이스트를 사용하여 형성하면, 적층수의 증가에 따라 전극형성 코스트가 현저하게 상승해버린다. 그래 서, Ni 등의 비금속(卑金屬)을 주성분으로 하는 내부전극용의 도전 페이스트가 개발되어, 이것을 사용하여 내부전극층이 형성된 적층 세라믹 콘덴서 등이 실용화되고 있다. By the way, in consideration of the thinning of the dielectric ceramic layer and the increase in the number of laminations, it is disadvantageous to form the internal electrode layer using a conductive paste for internal electrodes mainly composed of noble metals such as Pd from the viewpoint of manufacturing cost. Do. When the internal electrode layer is formed using a conductive paste for internal electrodes mainly composed of noble metals such as Pd, the electrode formation cost increases significantly with the increase in the number of stacked layers. Therefore, a conductive paste for an internal electrode mainly composed of nonmetals such as Ni has been developed, and a multilayer ceramic capacitor and the like having an internal electrode layer formed thereon have been put into practical use.

단, 상기 Ni 등의 비금속을 주성분으로 하는 내부전극용의 도전 페이스트에 의해 내부전극층을 형성하면, 예를 들면 유전체 세라믹층의 두께를 10㎛ 이하로 하거나, 적층수를 100층 이상으로 한 경우, 내부전극층의 수축, 팽창과 유전체 세라믹층의 수축거동의 차이에 의한 영향이 현저하게 되어, 크랙이 발생하여 제조수율이 나빠진다고 하는 문제가 생길 우려가 있다. However, when the internal electrode layer is formed of the conductive paste for internal electrodes mainly composed of nonmetals such as Ni, the thickness of the dielectric ceramic layer is 10 µm or less, or the number of laminated layers is 100 or more. The influence of the shrinkage and expansion of the internal electrode layer and the difference in the shrinkage behavior of the dielectric ceramic layer becomes remarkable, and there is a concern that a crack may occur, leading to a problem of poor manufacturing yield.

이러한 문제의 해결을 도모하기 위해서는, 소성공정에서의 Ni 분말의 수축을 억제하는 것이 유효하고, 내부전극층을 형성하기 위해서 사용되는 내부전극용의 도전 페이스트 중에 유전체 페이스트에 포함되는 세라믹 분말과 동종의 분말재료를 공통재료로서 첨가하는 것이 행해지고 있다(예를 들면 특허문헌 1 등을 참조). 상기 도전 페이스트에 공통재료를 첨가함으로써 도전 페이스트의 소결 개시온도를 세라믹 성형체의 소결 개시온도에 근접시킴과 동시에, 소결 시에 있어서의 수축율을 세라믹 성형체에 근접시켜, 상기 크랙의 발생을 억제하도록 하고 있다. In order to solve this problem, it is effective to suppress the shrinkage of the Ni powder in the firing step, and the same powder as the ceramic powder contained in the dielectric paste in the conductive paste for the internal electrodes used to form the internal electrode layers. Adding a material as a common material is performed (for example, refer patent document 1). By adding a common material to the conductive paste, the sintering start temperature of the conductive paste is brought close to the sintering start temperature of the ceramic molded body, and the shrinkage rate at the time of sintering is brought close to the ceramic molded body to suppress the occurrence of cracks. .

[특허문헌 1] 일본 특개 2005-347288호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-347288

그러나, 도전 페이스트 중의 공통재료인 세라믹 분말은 유전체 세라믹층의 모재로서 사용되는 세라믹 분말보다도 입경이 작기 때문에, 반응성이 높고, 공통재료끼리 결합함으로써 입성장하여 소결체의 입경 편차를 생기게 하고, 절연성과 고 온부하 시의 내구성을 열화시키는 등, 원하는 전기 특성이 얻어지지 않는다고 하는 문제를 생기게 할 우려가 있다. However, since the ceramic powder, which is a common material in the conductive paste, has a smaller particle size than the ceramic powder used as the base material of the dielectric ceramic layer, it is highly reactive and grows by combining the common materials, causing particle size variation of the sintered body, resulting in high insulation and high insulation. There exists a possibility of causing the problem that desired electrical characteristics are not acquired, such as deteriorating durability at the time of on-load.

본 발명은, 전술의 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로, 적층 세라믹 전자부품을 구성하는 유전체 세라믹층의 더한층의 박층화나 적층수의 증가를 도모한 경우에도, 절연성과 고온부하 시의 내구성의 향상을 도모하는 것이 가능한 세라믹 분말 및 도전 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 세라믹 분말 및 도전 페이스트의 제공에 의해, 절연성과 고온부하 시의 내구성이 우수한 신뢰성이 높은 적층 세라믹 전자부품을 실현하는 것을 목적으로 하고, 게다가 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-described conventional situation, and improves insulation and durability at high temperature loads even when the thickness of the dielectric ceramic layer constituting the multilayer ceramic electronic component is increased or the number of laminated layers is increased. An object of the present invention is to provide a ceramic powder and a conductive paste that can be formed. In addition, an object of the present invention is to realize a highly reliable multilayer ceramic electronic component having excellent insulation and durability under high temperature loads by providing the ceramic powder and conductive paste, and furthermore, to provide a manufacturing method thereof. It is done.

전술의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 장기에 걸쳐 여러 연구를 거듭해 왔다. 구체적으로는, 적층 세라믹 전자부품의 내부전극층의 공통재료에 사용되는 세라믹 분말에 대해, 더욱 상세한 해석을 행해 왔다. 그 결과, 페로브스카이트형 결정구조를 갖는 세라믹 분말에는, 테트라고날(Tetragonal)상과 큐빅(Cubic)상이 포함되는 것, 그리고 적층 세라믹 전자부품에서의 절연성과 고온부하 시의 내구성을 개선하기 위해서는, 이들 테트라고날상과 큐빅상의 비율(중량비율)을 최적화하는 것이 유효하다라는 지견을 얻게 되었다. In order to achieve the above object, the inventors have conducted various studies over a long period of time. Specifically, the ceramic powder used for the common material of the internal electrode layer of a laminated ceramic electronic component has been further analyzed. As a result, the ceramic powder having a perovskite crystal structure includes a tetragonal phase and a cubic phase, and in order to improve insulation in a multilayer ceramic electronic component and durability at high temperature loads, The knowledge that it is effective to optimize the ratio (weight ratio) of these tetragonal phase and a cubic phase was acquired.

본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 세라믹 분말은 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품의 상기 내부전극층을 형성하기 위한 도전 페이스트에 첨가되는 세라믹 분말로서, 페로 브스카이트형 결정구조를 갖고, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc를 X라고 했을 때에, X≥2인 것을 특징으로 한다. The present invention has been completed based on these findings. That is, the ceramic powder of the present invention is a ceramic powder added to a conductive paste for forming the internal electrode layer of a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, and have a perovskite crystal structure. When the weight ratio Wt / Wc of the phase content Wt and the cubic phase content Wc is X, it is characterized by being X? 2.

또, 본 발명의 도전 페이스트는, 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품의 상기 내부전극층을 형성하기 위한 도전 페이스트로서, 도전재료와 세라믹 분말을 함유하고, 상기 세라믹 분말로서 상기 세라믹 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 본 발명의 적층 세라믹 전자부품은 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품으로서, 상기 내부전극층은 상기 도전 페이스트에 의해 전극 전구체층을 형성하고, 이것을 소성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 적층 세라믹 전자부품의 제조방법은, 유전체 페이스트와 도전 페이스트에 의해 유전체 그린시트와 전극 전구체층을 번갈아 적층 형성한 후, 이것을 소성하여 적층 세라믹 전자부품으로 할 때, 상기 도전 페이스트로서 상기 도전 페이스트를 사용하는 것을 특징으로 한다. The conductive paste of the present invention is a conductive paste for forming the internal electrode layer of a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, and contains a conductive material and ceramic powder, and the ceramic powder as the ceramic powder. It is characterized by containing a powder. The multilayer ceramic electronic component of the present invention is a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, wherein the internal electrode layer is formed by forming an electrode precursor layer by the conductive paste and firing the same. In the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component of the present invention, when the dielectric green sheet and the electrode precursor layer are alternately formed by using a dielectric paste and a conductive paste, and then fired to form a multilayer ceramic electronic component as the conductive paste, It is characterized by using the said electrically conductive paste.

지금까지, 도전 페이스트의 공통재료로서 사용되는 세라믹 분말에 대해, 어떠한 세라믹 분말을 사용하면 좋을지에 대해, 거의 검토되지 않았다. 기본적으로는, 유전체 세라믹층을 형성하기 위한 세라믹 분말과 동일한 것이 사용되었다. 본 발명에서는, 상기 공통재료로서 사용되는 세라믹 분말에 관한 해석을 거듭하여, 이것을 최적화한 것이다. Until now, little has been studied about which ceramic powder should be used for the ceramic powder used as a common material for the conductive paste. Basically, the same one as the ceramic powder for forming the dielectric ceramic layer was used. In this invention, the analysis about the ceramic powder used as said common material is repeated, and this is optimized.

예를 들면, 페로브스카이트형 결정구조를 갖는 티탄산 바륨에서는, 비표면적의 변화에 따라 X선회절 차트도 변화된다. 본 발명자들은, 상기 X선회절 차트의 변화를 테트라고날상과 큐빅상의 혼상에 의한 것으로 추측하고, X선회절 차트에 대 해 리트벨트(Rietveld)법에 의한 다상 해석(예를 들면 테트라고날상과 큐빅상 2상으로 가정한 2상해석)을 행한 바, 상기 추측과 잘 일치하여, 상기 추측이 정확한 것이 뒷받침 되었다. 해석을 더 진행시킨 결과, 티탄산 바륨의 제조조건 등에 의해 상기 테트라고날상과 큐빅상의 비율이 바뀌어, 이것이 특성에 영향을 주고 있는 것을 알았다. 즉, 공통재료로서 내부전극층에 첨가되는 세라믹 분말에서, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc를 X라고 했을 때에, X≥2로 하면, 절연성과 고온부하 시의 내구성이 개선된다. For example, in barium titanate having a perovskite crystal structure, the X-ray diffraction chart also changes in accordance with the change of the specific surface area. The present inventors presume that the change of the X-ray diffraction chart is due to the mixed phase of the tetragonal phase and the cubic phase, and the multi-phase analysis (for example, the tetragonal phase with the Rietveld method) is performed on the X-ray diffraction chart. Two-phase analysis assuming two phases of cubic phase) was carried out, which was in good agreement with the above conjecture, and supported that the conjecture was correct. As a result of further analysis, it was found that the ratio of the tetragonal phase and the cubic phase was changed depending on the production conditions of barium titanate and the like, which influenced the characteristics. In other words, when the weight ratio Wt / Wc of the tetragonal phase content Wt and the cubic phase content Wc in the ceramic powder added to the internal electrode layer as the common material is X, X≥2, insulation and durability at high temperature load Is improved.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)(The best form to carry out invention)

이하, 본 발명을 적용한 세라믹 분말 및 도전 페이스트, 게다가 이것을 사용한 적층 세라믹 전자부품(여기에서는 적층 세라믹 콘덴서) 및 그 제조방법에 대해, 상세하게 설명한다. Hereinafter, the ceramic powder and the conductive paste to which the present invention is applied, as well as the multilayer ceramic electronic component (here, the multilayer ceramic capacitor) using the same, and a manufacturing method thereof will be described in detail.

우선, 본 발명의 세라믹 분말이 사용되는 적층 세라믹 콘덴서에 대해 설명하면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 적층 세라믹 콘덴서(1)에서는, 복수의 유전체 세라믹층(2)과 내부전극층(3)이 번갈아 적층되어 소자 본체가 구성되어 있다. 내부전극층(3)은 소자 본체의 대향하는 2단면에 각 측단면이 번갈아 노출되도록 적층되어 있고, 소자 본체의 양측단부에는 한쌍의 외부전극(4, 5)이 이들 내부전극층(3)과 도통하도록 형성되어 있다. 또, 소자 본체에서는, 상기 유전체 세라믹층(2) 및 내부전극층(3)의 적층방향의 양단부분에 외장 유전체층(6)이 배치되어 있지만, 이 외장 유전체층(6)은 주로 소자 본체를 보호하는 역할을 갖고, 불활성층으로서 형성되어 있다. First, the multilayer ceramic capacitor in which the ceramic powder of the present invention is used will be described. As shown in FIG. 1, in the multilayer ceramic capacitor 1, a plurality of dielectric ceramic layers 2 and internal electrode layers 3 alternately. It is laminated | stacked and the element main body is comprised. The internal electrode layers 3 are stacked on two opposite end faces of the device main body so that the side cross sections are alternately exposed, and a pair of external electrodes 4 and 5 are connected to these internal electrode layers 3 at both end ends of the device main body. Formed. In the device body, the exterior dielectric layer 6 is disposed at both ends of the dielectric ceramic layer 2 and the internal electrode layer 3 in the stacking direction, but the exterior dielectric layer 6 mainly serves to protect the device main body. It is formed as an inert layer.

소자 본체의 형상은 특별히 제한되는 것이 아니지만, 통상은 직방체 형상이다. 그 치수도 특별히 제한은 없고, 용도에 따라 적당한 치수로 설정하면 된다. 예를 들면, 세로 0.6mm∼5.6mm(바람직하게는 0.6mm∼3.2mm)×가로 0.3mm∼5.0mm(바람직하게는 0.3mm∼1.6mm)×두께 0.1mm∼1.9mm(바람직하게는 0.3mm∼1.6mm) 정도이다. Although the shape of an element main body is not specifically limited, Usually, it is a rectangular parallelepiped shape. There is no restriction | limiting in particular also in the dimension, What is necessary is just to set it to a suitable dimension according to a use. For example, 0.6 mm to 5.6 mm (preferably 0.6 mm to 3.2 mm) x 0.3 mm to 5.0 mm (preferably 0.3 mm to 1.6 mm) x thickness 0.1 mm to 1.9 mm (preferably 0.3 mm) ˜1.6 mm).

상기 유전체 세라믹층(2)은 유전체 자기 조성물에 의해 구성되고, 유전체 자기 조성물의 분말(세라믹 분말)을 소결함으로써 형성된다. 상기 유전체 자기 조성물은 조성식 ABO3(식 중, A사이트는 Sr, Ca 및 Ba로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로 구성된다. B사이트는 Ti 및 Zr로부터 선택되는 적어도 1종의 원소로 구성된다.)로 표시되는 페로브스카이트형 결정구조를 갖는 유전체 산화물을 주성분으로서 함유하는 것이 바람직하다. 여기에서, 산소(O)량은 상기 조성식의 화학량론 조성으로부터 약간 치우쳐도 된다. 상기 유전체 산화물 중에서도, A사이트를 Ba로 주로 구성하고, B사이트를 Ti로 주로 구성하여, 티탄산 바륨으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 조성식 BamTiO2+m(식 중, 0.995≤m≤1.010이고, 0.995≤Ba/Ti≤1.010이다.)로 표시되는 티탄산 바륨이다. The dielectric ceramic layer 2 is made of a dielectric ceramic composition, and is formed by sintering a powder (ceramic powder) of the dielectric ceramic composition. The dielectric ceramic composition is composed of the composition formula ABO 3 , wherein A site is composed of at least one element selected from Sr, Ca, and Ba. B site is composed of at least one element selected from Ti and Zr. It is preferable to contain, as a main component, a dielectric oxide having a perovskite crystal structure represented by). Here, the amount of oxygen (O) may be slightly biased from the stoichiometric composition of the composition formula. Among the above dielectric oxides, A site is mainly composed of Ba, B site is composed mainly of Ti, and barium titanate is preferable. More preferably, it is barium titanate represented by the composition Ba m TiO 2 + m (wherein 0.995 ≦ m ≦ 1.010 and 0.995 ≦ Ba / Ti ≦ 1.010).

유전체 자기 조성물 중에는, 주성분 이외에, 각종 부성분이 포함되어 있어도 된다. 부성분으로서는, Sr, Zr, Y, Gd, Tb, Dy, V, Mo, Zn, Cd, Ti, Sn, W, Ba, Ca, Mn, Mg, Cr, Si 및 P의 산화물로부터 선택되는 적어도 1종이 예시된다. 부성분을 첨가함으로써, 주성분의 유전특성을 열화시키지 않고 저온소성이 가능하게 된 다. 또, 유전체 세라믹층(2)을 박층화한 경우의 신뢰성 불량이 저감되어, 장기 수명화가 가능하게 된다. The dielectric ceramic composition may contain various subcomponents in addition to the main component. As the subcomponent, at least one selected from oxides of Sr, Zr, Y, Gd, Tb, Dy, V, Mo, Zn, Cd, Ti, Sn, W, Ba, Ca, Mn, Mg, Cr, Si and P Is illustrated. By adding the subcomponent, low-temperature firing is possible without degrading the dielectric properties of the main component. In addition, poor reliability in the case where the dielectric ceramic layer 2 is thinned can be reduced, thereby enabling a long service life.

상기 유전체 세라믹층(2)의 적층수나 두께 등의 여러 조건은, 용도 등에 따라 적당하게 결정하면 된다. 유전체 세라믹층(2)의 두께에 대해서는 1㎛∼50㎛ 정도이며, 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 적층 세라믹 콘덴서의 소형화, 대용량화를 도모하는 관점에서는, 유전체 세라믹층(2)의 두께는 3㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 유전체 세라믹층(2)의 적층수는 150층 이상으로 하는 것이 바람직하다. Various conditions such as the number of layers and the thickness of the dielectric ceramic layer 2 may be appropriately determined depending on the application or the like. About the thickness of the dielectric ceramic layer 2, it is about 1 micrometer-about 50 micrometers, Preferably it is 5 micrometers or less. From the viewpoint of miniaturizing and increasing the capacity of the multilayer ceramic capacitor, the thickness of the dielectric ceramic layer 2 is preferably 3 µm or less, and the number of laminated ceramic ceramic layers 2 is preferably 150 or more.

내부전극층(3)에 포함되는 도전재료는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 Ni, Cu, Ni합금 또는 Cu합금 등의 비금속을 사용할 수 있다. 내부전극층(3)의 두께는 용도 등에 따라 적당하게 결정하면 되고, 예를 들면 0.5㎛∼5㎛ 정도이며, 바람직하게는 1.5㎛ 이하이다. The conductive material included in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but non-metals such as Ni, Cu, Ni alloy or Cu alloy can be used. What is necessary is just to determine the thickness of the internal electrode layer 3 suitably according to a use, etc., for example, about 0.5 micrometer-about 5 micrometers, Preferably it is 1.5 micrometers or less.

외부전극(4, 5)에 포함되는 도전재료도 특별히 제한되지 않지만, 통상, Cu, Cu합금, Ni, Ni합금, Ag, Ag-Pd합금 등이 사용된다. Cu, Cu합금, Ni 및 Ni합금은 저렴한 재료이기 때문에 유리하다. 외부전극(4, 5)의 두께는 용도 등에 따라 적당하게 결정하면 되고, 예를 들면 10㎛∼50㎛ 정도이다. The conductive material included in the external electrodes 4 and 5 is not particularly limited, but Cu, Cu alloy, Ni, Ni alloy, Ag, Ag-Pd alloy, or the like is usually used. Cu, Cu alloys, Ni and Ni alloys are advantageous because they are inexpensive materials. What is necessary is just to determine the thickness of the external electrodes 4 and 5 suitably according to a use etc., for example, about 10 micrometers-50 micrometers.

전술의 구성을 갖는 적층 세라믹 콘덴서(1)에서는, 내부전극층(3)의 형성에 사용되는 도전 페이스트에 포함되는 세라믹 분말(공통재료)이 특성에 크게 영향을 준다. 본 발명에서는, 상기 공통재료로서 사용하는 세라믹 분말을 적정화함으로써 절연성 등을 개선한다. 구체적으로는, 페로브스카이트형 결정구조를 갖는 세라믹 분말에 대해 분말 X선회절 분석을 행하고, 이 분말 X선회절 결과에 대해 예를 들면 리트벨트(Rietveld)법에 의한 다상 해석을 행하고, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc를 X라고 했을 때에, X≥2인 세라믹 분말을 사용한다. In the multilayer ceramic capacitor 1 having the above-described configuration, the ceramic powder (common material) contained in the conductive paste used to form the internal electrode layer 3 greatly influences the characteristics. In this invention, insulation etc. are improved by optimizing the ceramic powder used as said common material. Specifically, powder X-ray diffraction analysis is performed on the ceramic powder having a perovskite crystal structure, and the powder X-ray diffraction results are subjected to, for example, polyphase analysis by Rietveld method, and tetragonal. When the weight ratio Wt / Wc of the phase content Wt and the cubic phase content Wc is X, a ceramic powder having X ≧ 2 is used.

이하, 상기 리트벨트법에 의한 다상 해석에 대해 설명한다. 예를 들면 분말 X선회절에서는, 피크 위치로부터 격자정수를, 회절 프로필의 면적(적분강도)으로부터 결정구조 패러미터(분극 좌표, 점유율, 원자변위 패러미터 등)를, 프로필의 확대로부터 격자변형이나 결정자 사이즈를, 혼합물 중의 각 상의 척도인자로부터 질량분률을 파악할 수 있다. 분말 중성자선 회절에서는, 또한 적분강도로부터 각 자성원자 사이트의 자기모멘트를 파악할 수 있다. Hereinafter, the polyphase analysis by the Rietveld method will be described. For example, in powder X-ray diffraction, the lattice constant from the peak position, the crystal structure parameters (polarization coordinate, occupancy ratio, atomic displacement parameter, etc.) from the area (integration intensity) of the diffraction profile, the lattice deformation and crystallite size from the enlargement of the profile The mass fraction can be grasped from the scale factor of each phase in the mixture. In powder neutron diffraction, the magnetic moment of each magnetic atom site can also be grasped from the integral intensity.

상기 리트벨트법은 고체물리, 화학, 재료화학 등에서, 기본적으로 중요한 물리량을 동시에 구할 수 있는 범용 분말회절 데이터해석 기술이며, 다결정 재료가 발현하는 물리현상이나 화학특성을 구조적 측면으로부터 이해하기 위한 툴이다. 리트벨트법의 중요한 목적은, 결정구조인자 Fk에 포함되는 결정구조 패러미터를 정밀화하는 것에 있고, 분말 X선회절패턴이나 분말 중성자 회절패턴 전체를 대상으로 하여 구조 패러미터와 격자정수를 직접 정밀화한다. 즉, 실측 패턴과 가능한 한 잘 일치하도록, 근사구조 모델에 기초하여 계산한 회절패턴을 피팅 한다. 리트벨트법의 큰 이점으로서는, 전체 해석 패턴을 피팅의 대상으로 하여, 특성 X선의 경우, Kα2 반사의 존재도 고려하므로, 결정구조 패러미터 뿐만 아니라, 격자정수도 높은 정확도와 정밀도로 구해지고, 격자변형이나 결정자 사이즈, 혼합물 중의 각 성분의 함량을 정량할 수 있는 것 등을 들 수 있다. The Rietveld method is a general-purpose powder diffraction data analysis technology that can simultaneously obtain fundamental physical quantities in solid physics, chemistry, and material chemistry, and is a tool for understanding the physical phenomena and chemical properties of polycrystalline materials from structural aspects. . An important purpose of the Rietveld method is to refine the crystal structure parameters included in the crystal structure factor F k . The structure parameters and lattice constants are directly refined for the entire powder X-ray diffraction pattern or the powder neutron diffraction pattern. In other words, the diffraction pattern calculated on the basis of the approximation structure model is fitted so as to match the measured pattern as well as possible. As a great advantage of the Rietveld method, the entire analysis pattern is subjected to fitting, and in the case of characteristic X-rays, the presence of K α2 reflection is also taken into consideration, so that not only the crystal structure parameter but also the lattice constant is obtained with high accuracy and precision. The deformation | transformation, the crystallite size, and the thing which can quantify content of each component in a mixture are mentioned.

페로브스카이트형 결정구조를 갖는 세라믹 분말, 예를 들면 티탄산 바륨의 경우, 테트라고날상과 큐빅상의 존재가 알려져 있다. 그리고, 예를 들면 그 평균입경(비표면적)의 변화에 따라, X선회절패턴이 변화된다. 도 2는, 티탄산 바륨에서의 X선회절패턴의 변화의 모습을 도시하는 것이다. 티탄산 바륨의 X선회절에서는, 평균입경이 큰(비표면적이 작은) 경우, 도 2(a)에 도시하는 바와 같이 테트라고날상의 2개의 피크가 관찰된다. 이에 반해, 평균입경이 점차로 작아지면(비표면적이 점차로 커지면), 도 2(b)∼도 2(d)에 도시하는 바와 같이, 2개의 피크가 점차로 명료하지 않게 되어, 최종적으로는 도 2(e)에 도시하는 바와 같이, 큐빅상 단일 피크로 된다. In the case of ceramic powder having a perovskite crystal structure, for example barium titanate, the presence of a tetragonal phase and a cubic phase is known. For example, the X-ray diffraction pattern changes in accordance with the change of the average particle diameter (specific surface area). Fig. 2 shows the state of change of the X-ray diffraction pattern in barium titanate. In the X-ray diffraction of barium titanate, when the average particle diameter is large (small surface area), two peaks of tetragonal phase are observed as shown in Fig. 2A. On the other hand, when the average particle diameter gradually decreases (the specific surface area gradually increases), as shown in Figs. 2 (b) to 2 (d), the two peaks become gradually unclear and finally, Fig. 2 ( As shown in e), it becomes a cubic phase single peak.

여기에서, 본 발명자들은, 예를 들면 도 2(b)로부터 도 2(d)에 도시하는 상태는 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하는 바와 같이 테트라고날상의 X선회절 차트와 큐빅상의 회절 X선 차트가 중첩된 것(즉, 세라믹 분말이 테트라고날상과 큐빅상의 혼상)이라고 가정하고, X선회절 차트에 대해 리트벨트법에 의한 다상 해석(여기에서는 2상해석)을 시도했다. 또한, 상기 리트벨트법에 의한 다상 해석에 대해서는, 상기 2상해석에 한하지 않고, 예를 들면 3상 이상의 해석으로 하는 것도 가능하다.Here, the present inventors, for example, the state shown in Fig. 2 (b) to Fig. 2 (d) and the X-ray diffraction chart of the tetragonal phase as shown in Fig. 3 (a) and Fig. 3 (b); Assuming that the diffraction X-ray charts of cubic phases are superimposed (that is, the ceramic powder is a mixed phase of tetragonal and cubic phases), a multiphase analysis (here two-phase analysis) by the Rietveld method is attempted on the X-ray diffraction chart. did. In addition, about the multiphase analysis by the said Rietveld method, it is not only limited to the said two-phase analysis but it can also be set as three-phase or more analysis, for example.

그 결과, 우선 제 1로, 상기 2상해석 결과는 정밀화가 우수하여, 정확한 해석이 행해진 것이 시사되었다. 이것은, 상기 가정(테트라고날상과 큐빅상의 혼상이라고 하는 가정)이 정확했다는 것을 지지하는 것이라 할 수가 있어, 비교적 평균입경이 작은(비표면적이 큰) 세라믹 분말이 테트라고날상과 큐빅상의 혼상인 것을 파악하게 되었다. 지금까지 티탄산 바륨 분말에 대해, 테트라고날상과 큐빅상의 혼상이라는 인식은 된 적이 없다. As a result, first, the two-phase analysis result was excellent in precision and suggested that accurate analysis was performed. This can be said to support that the above assumptions (the assumption of mixed tetragonal and cubic phases) were correct, and that ceramic powders having a relatively small average particle diameter (larger specific surface area) were mixed with tetragonal and cubic phases. I figured it out. So far, barium titanate powder has not been recognized as a mixed phase of tetragonal phase and cubic phase.

제 2로, 적층 세라믹 콘덴서(1)의 내부전극층(3)을 형성할 때에 공통재료로서 사용하는 경우, 상기 테트라고날상과 큐빅상의 비율이 특성에 영향을 주고, 특히 크랙 억제 등을 중시하는 경우에는, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc를 X라고 했을 때에, X≥2로 하는 것이 유리한 것을 알 수 있었다. X≥2로 함으로써 적층 세라믹 콘덴서(1)를 구성하는 유전체 세라믹층(2)을 박층화하거나 적층수를 늘린 경우에도, 절연성과 고온부하 시의 내구성을 개선하는 것이 가능하다. Secondly, when used as a common material when forming the internal electrode layer 3 of the multilayer ceramic capacitor 1, the ratio of the tetragonal phase and the cubic phase affects the characteristics, particularly in the case of emphasis on crack suppression or the like. When the weight ratio Wt / Wc of the content Wt of the tetragonal phase and the content Wc of the cubic phase was X, it was found that X≥2 was advantageous. By setting X ≧ 2, even when the dielectric ceramic layer 2 constituting the multilayer ceramic capacitor 1 is thinned or the number of laminated layers is increased, it is possible to improve insulation and durability at high temperature loads.

상기 중량비율 X는 예를 들면 세라믹 분말의 제조조건 등에 따라 바뀌어, 동일한 것 같은 X선회절 차트로 보여도, 실제로 상기 리트벨트법에 의한 다상 해석을 행하면, 상기 중량비율 X가 상이한 값으로 되는 경우가 있다. 이러한 차이점은, 종래의 X선회절 해석에서는 파악할 수 없어, 상기 리트벨트법에 의한 다상 해석에 의해 그 값을 구하고, 상기 조건을 만족시키는 것을 선택하는 것이 필요하게 된다.Even if the said weight ratio X changes with manufacturing conditions of a ceramic powder, etc., for example, and looks like the same X-ray diffraction chart, when the multiphase analysis by the said Rietveld method is actually performed, the said weight ratio X may become a different value. have. Such a difference cannot be grasped by the conventional X-ray diffraction analysis, and it is necessary to obtain the value by polyphase analysis by the Rietveld method and select one that satisfies the above condition.

상기 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc(=X)에 대해서는, 상기한 바와 같이, X≥2인 것이 페로브스카이트 결정구조를 갖는 세라믹 분말의 선택의 기준이 되지만, 이 경우, 테트라고날상과 큐빅상의 혼상인 것이 전제이며, 따라서 테트라고날상 단독의 경우(X의 값이 제로)는 포함하지 않는다. 또, 상기 X의 값에 대해서는, 예를 들면 제조조건 등을 궁리해도 자연히 한계가 있어, 최대이어도 5(따라서 X≤5) 정도이다. 보다 바람직하게는 X≤3.00이다. X>3이고 또한 비표면적 SSA가 10m2/g인 것과 같은 세라믹 분말을 제작하는데는 테트라고날상을 많게 하기 위한 열처리와 분쇄공정이 필요하게 되어, 생산 코스트상 바람직하지 않다. As for the weight ratio Wt / Wc (= X) of the content Wt of the tetragonal phase and the content Wc of the cubic phase, as described above, X≥2 serves as a criterion for selection of the ceramic powder having a perovskite crystal structure. In this case, it is a premise that it is a mixed phase of a tetragonal phase and a cubic phase, Therefore, the case of the tetragonal phase alone (the value of X is zero) is not included. In addition, about the value of said X, even if it devises manufacture conditions etc., there is a limit naturally, and it is about 5 (hence X <= 5) even if it is maximum. More preferably, X≤3.00. To produce a ceramic powder such as X> 3 and a specific surface area SSA of 10 m 2 / g, a heat treatment and a grinding step for increasing the tetragonal phase are required, which is undesirable in terms of production cost.

본 발명에서는, 유전체 세라믹층(2)을 박층화하면서 절연특성 등을 개선하는 것이 목적이며, 따라서 각 유전체 세라믹층(2)의 두께는 상기한 바와 같이 3㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 내부전극층(3)의 두께는 1.5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것에 대응하여, 내부전극층(3)의 형성에서 공통재료로서 사용하는 세라믹 분말은 비표면적 SSA 10m2/g 이상으로 하는 것이 바람직하다. 비표면적 SSA가 10m2/g인 경우에는, 평균입경은 대략 0.1㎛ 이다. 공통재료로서 사용하는 세라믹 분말의 비표면적 SSA가 작으면(평균입경이 크면), 내부전극층(3)의 박층화가 어렵게 된다. In the present invention, it is an object to improve the insulation characteristics and the like while thinning the dielectric ceramic layer 2, and therefore, the thickness of each dielectric ceramic layer 2 is preferably 3 mu m or less as described above, and the internal electrode layer is It is preferable that the thickness of (3) shall be 1.5 micrometers or less. Corresponding to this, the ceramic powder used as a common material in the formation of the internal electrode layer 3 is preferably at least 10 m 2 / g of specific surface area. When the specific surface area SSA is 10 m 2 / g, the average particle diameter is approximately 0.1 mu m. When the specific surface area SSA of the ceramic powder used as a common material is small (average particle size is large), the internal electrode layer 3 becomes difficult to be thinned.

이상과 같이, 적층 세라믹 콘덴서(1)에서는, 리트벨트법에 의한 다상 해석에 기초하는 원료선택방법에 의해 선택한 원료(세라믹 분말)를 내부전극층(3)을 형성할 때의 공통재료로서 사용함으로써 적층 세라믹 콘덴서(1)의 더한층의 소형화, 대용량화를 실현하는 것이 가능하다. 그래서 다음에 상기 세라믹 분말을 사용한 적층 세라믹 콘덴서의 제조방법에 대해 설명한다. As described above, in the multilayer ceramic capacitor 1, the raw material (ceramic powder) selected by the raw material selection method based on the polyphase analysis by the Rietveld method is used as a common material when forming the internal electrode layer 3. Further miniaturization and large capacity of the ceramic capacitor 1 can be realized. Then, the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor using the said ceramic powder is demonstrated.

전술의 구성을 갖는 적층 세라믹 콘덴서를 제조하기 위해서는, 소성 후에 유전체 세라믹층(2)이 되는 유전체 그린시트와, 소성 후에 내부전극층(3)이 되는 전극 전구체층, 게다가 외장 유전체층(6)을 구성하는 외장 그린시트를 준비하고, 이 것들을 적층하여 적층체를 형성한다. In order to manufacture the multilayer ceramic capacitor having the above-mentioned structure, a dielectric green sheet which becomes the dielectric ceramic layer 2 after firing, an electrode precursor layer which becomes the internal electrode layer 3 after firing, and also an outer dielectric layer 6 An exterior green sheet is prepared, these are laminated | stacked, and a laminated body is formed.

유전체 그린시트는, 세라믹 분말을 포함하는 유전체 페이스트를 조제하고, 이것을 닥터 블레이드법 등에 의해 지지체로서의 캐리어 시트 상에 도포하고, 건조함으로써 형성할 수 있다. 유전체 페이스트는, 모재가 되는 세라믹 분말과 유기 비히클 또는 수계 비히클을 혼련함으로써 조제된다. 이 유전체 페이스트를 조제할 때에, 그 평균입경이나 비표면적은 유전체 세라믹층(2)의 두께에 따라 선정하면 된다. The dielectric green sheet can be formed by preparing a dielectric paste containing ceramic powder, applying it onto a carrier sheet as a support by a doctor blade method or the like and drying it. The dielectric paste is prepared by kneading a ceramic powder as a base material and an organic vehicle or an aqueous vehicle. What is necessary is just to select the average particle diameter and specific surface area according to the thickness of the dielectric ceramic layer 2, when preparing this dielectric paste.

또한, 상기 유전체 페이스트의 조제에 사용하는 유기 비히클은 바인더를 유기용제중에 용해한 것이다. 유기 비히클에 사용하는 바인더는 특별히 제한되지 않고, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐부티랄 등의 일반적인 각종 바인더로부터 적당하게 선택하면 된다. 또, 유기 비히클에 사용하는 유기용제도 특별히 한정되지 않고, 테르피네올, 부틸카르비톨, 아세톤, 톨루엔 등의 각종 유기용제로부터 적당하게 선택하면 된다. 수계 비히클이란, 수용성의 바인더나 분산제를 수중에 용해한 것으로, 수용성 바인더로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 폴리비닐알콜, 셀룰로오스, 수용성 아크릴 수지 등을 사용하면 된다. In addition, the organic vehicle used for preparation of the said dielectric paste dissolves the binder in the organic solvent. The binder used for an organic vehicle is not specifically limited, What is necessary is just to select suitably from various general binders, such as ethyl cellulose and polyvinyl butyral. Moreover, the organic solvent used for an organic vehicle is not specifically limited, What is necessary is just to select suitably from various organic solvents, such as terpineol, butyl carbitol, acetone, and toluene. The aqueous vehicle is obtained by dissolving a water-soluble binder or a dispersant in water, and is not particularly limited as a water-soluble binder. For example, polyvinyl alcohol, cellulose, water-soluble acrylic resin, or the like may be used.

또, 상기 유전체 그린시트의 소정 영역에 도전재료를 포함하는 도전 페이스트를 인쇄함으로써, 전극 전구체층을 형성한다. 도전 페이스트는 도전재료나 공통재료(세라믹 분말)와 유기 비히클을 혼련함으로써 조제된다. 상기 공통재료로서, 앞에 설명한 요건을 충족시키는(즉, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc이 2이상의) 세라믹 분말을 사용한다. In addition, an electrode precursor layer is formed by printing a conductive paste containing a conductive material in a predetermined region of the dielectric green sheet. A conductive paste is prepared by kneading a conductive material, a common material (ceramic powder), and an organic vehicle. As said common material, the ceramic powder which satisfy | fills the requirements mentioned before (that is, the weight ratio Wt / Wc of the content Wt of a tetragonal phase and content Wc of a cubic phase is 2 or more) is used.

적층체를 형성한 후, 탈바인더 처리, 소성, 및 유전체 세라믹층(2) 및 외장 유전체층(6)을 재산화시키기 위한 열처리를 행하고, 소결체(소자 본체)를 얻는다. 탈바인더 처리, 소성 및 재산화를 위한 열처리는, 이것들을 연속해서 행해도 되고, 각각 독립적으로 행해도 된다. After the laminate is formed, debinder treatment, firing, and heat treatment for reoxidizing the dielectric ceramic layer 2 and the outer dielectric layer 6 are performed to obtain a sintered body (element body). The heat treatment for debinding treatment, firing and reoxidation may be performed continuously or may be performed independently of each other.

탈바인더 처리는, 통상의 조건으로 행하면 되지만, 내부전극층(3)의 도전재에 Ni, Ni합금 등의 비금속을 사용하는 경우, 다음과 같은 조건으로 행하는 것이 바람직하다. 즉, 승온속도를 5∼300℃/시간, 특히 10∼50℃/시간으로 하고, 유지온도를 200∼400℃, 특히 250∼340℃로 하고, 유지시간을 0.5∼20시간, 특히 1∼10시간으로 하고, 분위기를 가습한 N2와 H2의 혼합 가스로 한다. The binder removal processing may be performed under ordinary conditions. However, when nonmetals such as Ni and Ni alloy are used as the conductive material of the internal electrode layer 3, it is preferable to perform the binder under the following conditions. That is, the temperature increase rate is 5 to 300 ° C / hour, in particular 10 to 50 ° C / hour, the holding temperature is 200 to 400 ° C, particularly 250 to 340 ° C, and the holding time is 0.5 to 20 hours, especially 1 to 10 time, and a mixed gas of N 2 and H 2 in a wet atmosphere.

소성조건으로서는, 승온속도를 50∼500℃/시간, 특히 200∼300℃/시간으로 하고, 유지온도를 1100∼1300℃, 특히 1150∼1250℃로 하고, 유지시간을 0.5∼8시간, 특히 1∼3시간으로 하고, 분위기를 가습한 N2와 H2의 혼합가스로 하는 것이 바람직하다. As the firing conditions, the temperature increase rate is 50 to 500 ° C / hour, in particular 200 to 300 ° C / hour, the holding temperature is 1100 to 1300 ° C, especially 1150 to 1250 ° C, and the holding time is 0.5 to 8 hours, especially 1 to 3 hours, and preferably in a mixed gas of N 2 and h 2 in a wet atmosphere.

소성 시에, 분위기중의 산소분압은 10-2Pa 이하로 하는 것이 바람직하다. 산소분압이 상기 범위를 상회하면 내부전극층(3)이 산화될 우려가 있다. 단, 산소분압이 지나치게 낮으면, 전극재료가 이상소결을 일으켜, 내부전극층(3)이 도중에 끊어지는 경향이 있다. 따라서, 소성분위기의 산소분압은 10-2Pa∼10-8Pa로 하는 것이 바람직하다. At the time of firing, the oxygen partial pressure in the atmosphere is preferably 10 −2 Pa or less. If the oxygen partial pressure exceeds the above range, the internal electrode layer 3 may be oxidized. However, if the oxygen partial pressure is too low, the electrode material will abnormally sinter and the internal electrode layer 3 tends to break in the middle. Therefore, the oxygen partial pressure of the minor component atmosphere is preferably set to 10 -2 Pa to 10 -8 Pa.

소성 후의 열처리는 유지온도 또는 최고온도를 통상은 1000℃ 이상, 바람직하게는 1000℃∼1100℃로서 행한다. 상기 유지온도 또는 최고온도가 1000℃ 미만의 경우, 유전체 재료의 산화가 불충분하기 때문에 절연저항 수명이 짧아지는 경향이 있고, 1100℃를 초과하면 내부전극층(3) 중의 도전재(Ni)가 산화하여, 적층 세라믹 콘덴서의 용량이나 수명에 악영향을 끼칠 우려가 있다. The heat treatment after firing is usually performed at a holding temperature or a maximum temperature of at least 1000 ° C, preferably at 1000 ° C to 1100 ° C. If the holding temperature or the maximum temperature is less than 1000 ° C, the oxidation resistance of the dielectric material is insufficient, so the insulating resistance life tends to be shortened. If the holding temperature or the maximum temperature is higher than 1100 ° C, the conductive material Ni in the internal electrode layer 3 is oxidized. This may adversely affect the capacity and lifetime of the multilayer ceramic capacitor.

상기 열처리의 분위기는 소성보다도 높은 산소분압으로 하고, 바람직하게는 10-3Pa∼1Pa, 보다 바람직하게는 10-2∼1Pa이다. 상기 열처리분위기의 산소분압이 상기 범위 미만인 경우에는 유전체층의 재산화가 곤란하게 되고, 반대로 상기 범위를 초과하면 내부전극층(3)이 산화될 우려가 있다. 상기 열처리의 조건은, 유지시간을 0∼6시간, 특히 2∼5시간으로 하고, 냉각속도를 50∼500℃/시간, 특히 100∼300℃/시간으로 하고, 분위기를 가습한 N2 가스 등으로 한다. The atmosphere of the heat treatment is an oxygen partial pressure higher than that of calcination, preferably 10 -3 Pa to 1 Pa, more preferably 10 -2 to 1 Pa. If the oxygen partial pressure of the heat treatment atmosphere is less than the above range, it is difficult to reoxidize the dielectric layer. On the contrary, if the above oxygen range is exceeded, the internal electrode layer 3 may be oxidized. The conditions of the heat treatment are 0 to 6 hours, especially 2 to 5 hours, the cooling rate to 50 to 500 ° C / hour, especially 100 to 300 ° C / hour, and a humidified N 2 gas or the like. It is done.

최후에, 얻어진 소결체인 소자 본체에 외부전극(4, 5)을 형성하여, 도 1에 도시하는 적층 세라믹 콘덴서(1)를 얻는다. 외부전극(4, 5)은, 예를 들면 소결체의 단면을 배럴연마나 샌드 블라스트 등에 의해 연마한 후, 외부전극용 도료를 가열하여 부착함으로써 형성하면 된다. Finally, the external electrodes 4 and 5 are formed in the element body, which is the obtained sintered body, to obtain the multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. The external electrodes 4 and 5 may be formed by, for example, polishing the cross section of the sintered body by barrel polishing, sand blasting, or the like, and then heating and applying the external electrode paint.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시예에 대해, 실험결과를 기초로 설명한다. Hereinafter, specific examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results.

XRD(분말 X선회절) 측정XRD (powder X-ray diffraction) measurement

분말 X선회절(XRD) 측정은 분말 X선회절장치(리가쿠사제, 상품명 Rint2000)를 사용하여 행하고, 리트벨트 해석용의 XRD 프로필 데이터를 얻었다. 이 때, 스텝 폭은 0.01°, 최대 피크 카운트가 약 10000 카운트가 되도록 전류, 전압을 설정하여 측정을 행했다. Powder X-ray diffraction (XRD) measurement was performed using a powder X-ray diffraction apparatus (trade name Rint2000, manufactured by Rigaku Corporation) to obtain XRD profile data for Rietveld analysis. At this time, the measurement was performed by setting the current and the voltage so that the step width was 0.01 ° and the maximum peak count was about 10000 counts.

리트벨트 해석Rietveld Analysis

얻어진 XRD 프로필에 대해, 리트벨트 해석용 소프트웨어 RIETAN-2000(Rev.2.4.1)(윈도우용)을 사용하여 해석을 행했다. 각 상의 질량분률을 구함에 있어서는, 마이크로 앱솝션(Microabsorption)을 보정하여 질량분률을 구했다. The obtained XRD profile was analyzed using Rietbelt analysis software RIETAN-2000 (Rev. 2.4.1) (for Windows). In obtaining the mass fraction of each phase, the microabsorption was correct | amended and the mass fraction was calculated | required.

리트벨트법에 의한 다상 해석의 신뢰성에 관한 검토Review on the reliability of polyphase analysis by Rietveld method

페로브스카이트형 결정구조를 갖는 티탄산 바륨 분말(비표면적 SSA 6.16m2/g, 주사형 전자현미경 SEM에 의한 평균입경 0.16㎛)에 대해, 리트벨트법에 의한 해석을 시도했다. 리트벨트 해석으로서는, 테트라고날상(정방정) 단상으로서의 해석, 큐빅상(입방정) 단상으로서의 해석, 테트라고날상(정방정)+큐빅상(입방정)의 2상으로서의 해석 3종류이다. 각 해석에 있어서의 신뢰도 인자를 표 1에 나타낸다. The analysis by the Rietveld method was attempted for the barium titanate powder having a perovskite crystal structure (specific surface area SSA 6.16 m 2 / g, average particle diameter of 0.16 μm by scanning electron microscope SEM). There are three types of Rietveld analysis: an analysis as a tetragonal phase (quadric crystal) single phase, an analysis as a cubic phase (cubic crystal) single phase, and an analysis as two phases of the tetragonal phase (square crystal) + cubic phase (cubic crystal). Table 1 shows the reliability factors in each analysis.

Figure 112007017394049-pat00001
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리트벨트 해석의 진행 상태나 관측강도와 계산강도의 일치의 정도를 평가하기 위한 지표 중, 가장 중요한 R 인자는 Rwp이다. 단, Rwp는 회절강도나 백그라운드 강도의 영향을 받기 때문에, 통계적으로 예상되는 최소의 Rwp와 동일한 Re와 Rwp를 비교하기 위한 지표 S값(=Rwp/Re)이 해석의 정확도를 나타내는 실질적인 척도로서 도움이 된다. S=1은 정밀화가 완벽한 것을 의미하고, S가 1.3 보다 작으면, 만족할만한 해석결과라고 해도 지장이 없다. 이러한 관점에서 표 1을 보면, 정방정과 입방정의 2상으로서 해석한 결과의 s값이 1.3 이하로 되어 있고, 단상으로 해석한 경우보다도 s값이 작아, 해석한 세라믹 분말이 정방정과 입방정의 2상이라고 생각하는 편이 타당한 것을 알 수 있다. Among the indicators for evaluating the Rietveld analysis and the degree of agreement between the observed and calculated strengths, the most important R factor is Rwp. However, since Rwp is influenced by diffraction intensity or background intensity, the index S value (= Rwp / Re) for comparing Re and Rwp equal to the statistically expected minimum Rwp is helpful as a practical measure of the accuracy of the analysis. Becomes S = 1 means perfection, and if S is less than 1.3, satisfactory analysis results will not be affected. From this point of view, Table 1 shows that the s value of the result analyzed as two phases of tetragonal and cubic crystals is 1.3 or less, and the s value is smaller than that of the single phase analysis, and the analyzed ceramic powder has two phases of tetragonal and cubic crystals. It is reasonable to think that it is.

세라믹 분말에서의 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc(=X)에 관한 검토Examination about the weight ratio Wt / Wc (= X) of the content Wt of the tetragonal phase in the ceramic powder and the content Wc of the cubic phase

각종 세라믹 분말(티탄산 바륨 분말)을 사용하여, 전술한 제조방법에 준하여 적층 세라믹 콘덴서를 제작했다(실시예 1∼4, 비교예 1∼3). 제작한 적층 세라믹 콘덴서의 치수는, 1.0mm×0.5mm×0.5mm이며, 유전체 세라믹층의 적층수는 160, 유전체 세라믹층 1층당의 두께는 1.6㎛, 내부전극층의 두께는 1.0㎛로 했다. 내부전극층의 형성에 사용한 도전 페이스트에 포함되는 세라믹 분말(공통재료)의 비표면적 SSA, 주사전자현미경에 의해 계측한 평균입경(SEM 입경), 테트라고날상의 함유량 Wt, 큐빅상의 함유량 Wc, 이것들의 중량비율 Wt/Wc(=X), 소결체의 입경, 입경의 편차(표준편차) σ, 제작한 적층 세라믹 콘덴서의 IR 불량율, IR 수명을 표 2에 나타낸다. Using various ceramic powders (barium titanate powder), a multilayer ceramic capacitor was produced in accordance with the above-described manufacturing method (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3). The produced multilayer ceramic capacitor had a size of 1.0 mm x 0.5 mm x 0.5 mm, the number of laminated dielectric ceramic layers was 160, the thickness per dielectric ceramic layer was 1.6 µm, and the thickness of the internal electrode layers was 1.0 µm. Specific surface area SSA of the ceramic powder (common material) included in the conductive paste used to form the internal electrode layer, average particle diameter (SEM particle diameter) measured by a scanning electron microscope, content of tetragonal phase Wt, content Wc of cubic phase, and the weight thereof Table 2 shows the ratio Wt / Wc (= X), the particle size of the sintered compact, the variation (standard deviation) σ of the sintered compact, the IR failure rate and the IR lifetime of the manufactured multilayer ceramic capacitor.

Figure 112007017394049-pat00002
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표 2에서, 소결체의 입경 편차 σ<0.10, IR불량율<50/1000, IR수명>100을 양호라고 판정하면, 공통재료로서 사용하는 세라믹 분말에서, 테트라고날상과 큐빅상의 중량비율 Wt/Wc(=X)≥2로 함으로써, 모든 항목에서 양호라고 판정된다. 이에 반해, 상기 중량비율 Wt/Wc가 2미만이면, 어느 특성도 불충분하다. In Table 2, when it is determined that the particle size deviation sigma <0.10, IR defect rate <50/1000, IR life> 100 of the sintered body is good, the weight ratio Wt / Wc (tetragonal phase and cubic phase) in the ceramic powder used as the common material By setting = X) ≥2, all items are determined to be good. On the other hand, if the weight ratio Wt / Wc is less than 2, neither characteristic is sufficient.

본 발명에서는, 원료(세라믹 분말)의 선정의 지표로서 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc(=X)를 채용하고 있다. 이러한 지표에 기초하여 선택한 세라믹 분말을 내부전극층의 공통재료로서 사용함으로써, 예를 들면 소형화나 대용량화에 따라 적층 세라믹 전자부품을 구성하는 유전체 세라믹층을 박층화하거나 적층수를 늘린 경우에도, 절연성과 고온부하 시의 내구성을 개선하여, 신뢰성을 향상하는 것이 가능하다. In this invention, the weight ratio Wt / Wc (= X) of the tetragonal phase content Wt and the cubic phase content Wc is employ | adopted as an index of selection of a raw material (ceramic powder). By using the ceramic powder selected on the basis of these indices as a common material for the internal electrode layers, even if the dielectric ceramic layer constituting the multilayer ceramic electronic component is increased or the number of laminated layers is increased in accordance with miniaturization or large capacity, for example, insulation and high temperature are required. It is possible to improve durability at the time of load and to improve reliability.

Claims (10)

유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품의 상기 내부전극층을 형성하기 위한 도전 페이스트에 첨가되는 세라믹 분말로서, A ceramic powder added to a conductive paste for forming the internal electrode layer of a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, 페로브스카이트형 결정구조를 갖고, 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc의 중량비율 Wt/Wc를 X라고 했을 때에, X≥2인 것을 특징으로 하는 세라믹 분말. The ceramic powder which has a perovskite type crystal structure and is X <= 2 when the weight ratio Wt / Wc of content Wt of a tetragonal phase and content Wc of a cubic phase is X. 제 1 항에 있어서, 상기 테트라고날상의 함유량 Wt와 큐빅상의 함유량 Wc는 리트벨트법에 의한 다상 해석에 의해 구해진 값인 것을 특징으로 하는 세라믹 분말. The ceramic powder according to claim 1, wherein the content Wt of the tetragonal phase and the content Wc of the cubic phase are values obtained by polyphase analysis by the Rietveld method. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 비표면적이 10m2/g 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹 분말. The ceramic powder according to claim 1 or 2, wherein the specific surface area is 10 m 2 / g or more. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 티탄산 바륨 분말을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 분말.The ceramic powder according to claim 1 or 2, wherein the ceramic powder contains barium titanate powder as a main component. 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품의 상 기 내부전극층을 형성하기 위한 도전 페이스트로서, A conductive paste for forming an internal electrode layer of a multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked, 도전재료와 세라믹 분말을 함유하고, 상기 세라믹 분말로서 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 세라믹 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.A conductive paste containing a conductive material and a ceramic powder, and comprising the ceramic powder according to claim 1 or 2 as the ceramic powder. 제 5 항에 있어서, 상기 도전재료는 비금속을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 도전 페이스트. 6. The conductive paste according to claim 5, wherein the conductive material contains a base metal as a main component. 제 6 항에 있어서, 상기 비금속이 Ni인 것을 특징으로 하는 도전 페이스트.7. The electrically conductive paste of claim 6, wherein the nonmetal is Ni. 유전체 세라믹층과 내부전극층이 번갈아 적층된 적층 세라믹 전자부품으로서, A multilayer ceramic electronic component in which a dielectric ceramic layer and an internal electrode layer are alternately stacked. 상기 내부전극층은, 제 5 항에 기재된 도전 페이스트에 의해 전극 전구체층을 형성하고, 이것을 소성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품. The said internal electrode layer is formed by forming an electrode precursor layer by the electrically conductive paste of Claim 5, and baking this, The laminated ceramic electronic component characterized by the above-mentioned. 제 8 항에 있어서, 적층 세라믹 콘덴서인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품. The multilayer ceramic electronic component of claim 8, wherein the multilayer ceramic capacitor is a multilayer ceramic capacitor. 유전체 페이스트와 도전 페이스트에 의해 유전체 그린시트와 전극 전구체층을 번갈아 적층 형성한 후, 이것을 소성하여 적층 세라믹 전자부품으로 할 때에, When the dielectric green sheet and the electrode precursor layer are alternately laminated by a dielectric paste and a conductive paste, and then fired to form a multilayer ceramic electronic component, 상기 도전 페이스트로서 제 5 항에 기재된 도전 페이스트를 사용하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 전자부품의 제조방법.A method for producing a multilayer ceramic electronic component, wherein the conductive paste according to claim 5 is used as the conductive paste.
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